高中物理（人教版）必修一教案：35 力的分解（word版，有答案，打包2份）

教师备课系统──多媒体教案 3.5 力的分解 教案 A 备课资源 “四两拨千斤”的物理学分析 “四两拨千斤”之说，最早见于王宗岳《太极拳论》一文，原文意指太极拳技击术是一种含高度功力技巧，不以拙力胜人的功夫：太极拳功深者，以触处成圆、引进落空、避实就虚等技法，使外力难以作用于自己身上；又以敷盖、封闭等技法使对手无法起动发力，从而体现出太极拳独特的技击特点。俗语所谓“四两拨千斤”是以小力胜大力之意。 从上面可以看出，“四两拨千斤”是靠各种方式，改变对方力道方向的技巧。那么这种技巧如果真的走上类似散打、K1等比赛的擂台，面对对方来势凶险的拳脚，真的有效吗？下面来做一道物理题吧。 题目：假设如下情况，甲拳手一个直拳攻击乙拳手的头部，乙拳手不是直接挡，而是从甲的手臂侧向拨开甲的拳头（即以垂直于来拳方向施力，要让对方拳的方向偏移，这是最有效率的施力方向），使得甲的拳头没有打中自己的头，那么，甲、乙需要用多大的力？ 解：（1）假设甲的身高为1.8m，则其手臂长约0.75m，前臂长约0.45m。 把前臂近似为长0.45m，直径0.12m的圆柱体，人体密度约1200kg/m3，则前臂重量为 QUOTE 。 报道说武林高手拳速可达40英尺/秒，即约12m/s，考虑到不是每个拳手都那么快，这里只取v=7m/s。 假设乙恰好在甲可以打到的距离，考虑甲的臂长，取两人距离0.73m，甲出拳前手臂弯曲，距离乙0.3m，则拳头移动距离 。 QUOTE 假设甲手臂伸直时拳头恰好加速到v=7m/s，则整个加速过程平均速度为 。 则甲的攻击时间 QUOTE ， 拳头加速度 QUOTE ， 甲用力 QUOTE 。 （2）设乙头部宽度为0.15m，上面设乙的拳头直径为0.12m，甲拳头瞄准乙头部正中，那么要恰好拨开甲拳，至少需要让甲拳侧向偏移 。 由于乙需要反应时间，而且乙的手开始并不和甲的手接触，要接触到甲的手臂还需要一段时间，设这段时间为0.05s，则乙的真正施力时间为 QUOTE 。 由于开始甲拳的侧向速度为0（直拳），侧向位移完全是乙施力造成，则由运动学公式得 QUOTE 。 则甲拳的侧向加速度 QUOTE 。 乙用力 。 可以看出，乙需要和甲差不多的力，才可以侧向拨开甲的拳，“四两拨千斤”并不可能。 但是，实际上还不仅如此。乙要给甲拳施力，自己的手臂也要加速，这也需要力，所以实际上侧向拨开甲的拳头，乙使用的力可能是甲的2倍左右。 由此可以知道，所谓靠小力化解大力，实战中并不可能。在对方快速攻击时，想在那么短的时间里稍微改变对方的力道方向避免被攻击，本身你就需要使用更大的力。究其原因，是因为你的施力时间比他出拳时间短，而且你本身的手臂加速也需要力，最后造成这个结果。 四两拨不了千斤，相反，可能要两千斤的力量才能拨动千斤。现实也正是如此！ 拳击、散打，中泰对抗等比赛的实际情况说明了这一点，在防守对方直拳时，拳手绝大多数时候都不是“格”（即侧向拨开对方攻击），而是“挡”（以自己手臂或拳头为盾，直接承受对方的攻击）。原因就是“格”需要消耗更大体力，而且如果自己没有比对方大得多的力气提供那么快的加速度，很可能无法拨开对方攻击，造成严重后果。 同样，在武林风等节目中，无论选手是练什么拳的，什么形意也好太极也罢，绝大多数时候也是采用“挡”来防守，因为“拨”实际上是需要更大体力的。 有人说“四两拨千斤，千斤力在后”，虽然后半句话找不到出处，但是这才是真相。 而武打片里面的“四两拨千斤”，主角把对方牵引得东倒西歪，这个位移岂止上面计算的0.135m啊，力气要远远大于对方才可能。有人说真正的太极拳根本不是以柔克刚，而是以刚克刚，这估计才是事实。以柔克刚，只不过是因为违背了常理才被人津津乐道，其实是不存在的事情。 教学目标 一、知识与技能 1．知道分力的概念及力的分解的含义。认识到力的分解与力的合成互为逆运算并满足平行四边形定则。 2．了解力的分解具有唯一性的条件。知道根据力的效果进行分解的方法。 二、过程与方法 1.使学生在探究过程中观察合力与分力关系，学会分析物体受力及作用效果。 2.学会用作图法和计算法去处理问题，学习用数学工具解决物理问题的方法。 3.在力的分解实例分析过程中强化“等效替代”的科学方法。 三、情感、态度与价值观 1．学习和领会“等效替代”的科学思想，了解它的重要意义。 2．通过联系实际，培养学生关心生活周围事物的习惯，分析观察、认真思考生活中物理问题的科学态度。 3．通过矢量合成定则的学习，使学生了解到物理规律与数学规律之间存在的和谐美。 教学重点、难点 教学重点 理解力的分解是力的合成的逆运算，利用平行四边形进行力的分解。在具体情况中运用平行四边形定则进行力的分解。在具体问题中正确确定力的作用效果从而明